JPH0823633A - 静止型電圧調整装置の開閉方法および開閉装置を有する静止型電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電力系統の事故に起因して静止型自動電圧調整
装置に過電圧、過電流が生じても、静止型自動電圧調整
装置が故障しないようにする。 【構成】電力系統と負荷との間に二次巻線を直列介挿し
た直列変圧器１２０と、電力系統の各相間に介挿した調
整用変圧器１１０と、調整用変圧器１１０の出力を直列
変圧器１２０の一次巻線に補償電圧として加える電圧調
整回路１８０とを有し、電力系統の事故に起因する電力
系統の過電流の発生に基づき、直列変圧器１２０の二次
巻線から静止型電圧調整装置１００に誘起される過電流
もしくは過電圧を消滅させるとともに、静止型電圧調整
装置１００を電力系統から開放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力系統の系統電圧の変
動、例えば、電力系統の負荷電流による電圧降下や瞬時
電圧低下を補償する静止型電圧調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力系統において、電源側から負
荷点までは常にインピーダンスが存在するので、負荷電
流が大きくなればそれに応動して線路電圧降下が生じ、
負荷点の電圧は降下する。このように負荷点の電圧が降
下する電力系統にあっては、負荷に供給する電圧を一定
の電圧範囲に抑えるために、一般に電圧調整装置が設置
されている。この種電圧調整装置においは、高圧線のピ
ーク・オフピーク時の電流比が大きく影響し、また地域
や季節によっても変化するので、これらの要素を総合的
に判断し、電圧調整を検討する必要がある。一般的に使
用されている線路用電圧調整装置（ＳＶＲ：Ｓｔｅｐ
Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）は、図３に示さ
れるものが知られており、原理的には、母線電圧調整器
と同様な多段式電圧調整器であり、単巻変圧器で抵抗式
のものが普及している。

【０００３】また、この種電圧調整装置としては、図４
に示されるものも知られている。図４において、図示し
ない電源より供給される三相電力は三相入力端子１Ｕ、
１Ｖ、１Ｗに入力される。この三相入力端子１Ｕ、１
Ｖ、１Ｗには調整用変圧器３Ｕ、３Ｖ、３Ｗが接続され
ている。この調整用変圧器３Ｕ、３Ｖ、３Ｗのそれぞれ
の一次巻線ａは星形に接続されており、その二次巻線ｂ
から相電圧を取り出している。この調整用変圧器３Ｕ、
３Ｖ、３Ｗの二次巻線ｂには、図５に示されるように、
一対のサイリスタ５、６、７、８をブリッジ接続して構
成される切換回路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗが接続されている。
この切換回路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗの出力は、直列変圧器９
Ｕ、９Ｖ、９Ｗの一次巻線ｈに接続される。この直列変
圧器９Ｕ、９Ｖ、９Ｗの二次巻線ｇは、三相入力端子１
Ｕ、１Ｖ、１Ｗと三相出力端子２Ｕ、２Ｖ、２Ｗとの間
に直列に接続されている。

【０００４】上述のように構成された電圧調整装置の動
作を、図５に示すＵ相のみについて説明する。図５にお
いて、サイリスタスイッチ７および８をオンにし、サイ
リスタスイッチ５および６をオフにすると、直列変圧器
９Ｕの一次側はサイリスタスイッチ７および８により短
絡され、直列変圧器９Ｕの二次巻線ｇには電圧の変化が
生じない。次に、サイリスタスイッチ７および６をオン
にし、サイリスタスイッチ５および８をオフにすると、
調整用変圧器３Ｕの二次側電圧Ｖ₃が出力電圧Ｖ₂を持ち
上げる方向に直列変圧器９Ｕに印加される。逆に、サイ
リスタスイッチ５および８をオンにし、サイリスタスイ
ッチ７および６をオフにすると、調整用変圧器３Ｕの二
次側電圧Ｖ₃が出力電圧Ｖ₂を下げる方向に直列変圧器９
Ｕに印加される。

【０００５】このように、図５の構成によれば、切換回
路４Ｕのサイリスタスイッチ５〜８のオン・オフの組み
合わせにより、調整用変圧器３Ｕは、入力電圧Ｖ₁が低
下したときは出力電圧Ｖ₂を上げるように作用し、入力
電圧Ｖ₁が上昇したときは出力電圧Ｖ₂を下げるように作
用することとなるので、出力電圧Ｖ₂を適正な値に制御
することができる。なお、図５のＵ相の回路の動作は他
の相の回路の場合も同じであり、各相の直列変圧器は相
電圧ベクトル方向に電圧を持ち上げたり、下げたりして
三相電圧の調整を行うこととなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該電圧調
整装置においては、電力系統に短絡、地絡等の事故が発
生した場合、電力系統に大電流が流れ、この大電流によ
り直列変圧器の一次側にも過電流が流れるとともに過電
圧が発生することとなり、それに起因して電圧調整装置
が故障する事態が発生する。そして、電圧調整装置が故
障すると、電力系統の電圧補償ができなくなる事態とな
る。従って、本発明の目的は、このような電力系統に短
絡、地絡等の事故が発生しても電圧調整装置が故障する
ことを防止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の構成上の第１の
特徴は、電力系統の事故に起因する電力系統の過電流の
発生に基づき、直列変圧器の二次巻線から電圧調整回路
に誘起される過電流もしくは過電圧を消滅させるととも
に、静止型電圧調整装置を電力系統から開放することに
ある。また、本発明の構成上の第２の特徴は、電力系統
の事故に起因する電力系統の過電流の発生に基づき、直
列変圧器の二次巻線から電圧調整回路に誘起される過電
流もしくは過電圧を消滅させるとともに、静止型電圧調
整装置を電力系統から開放し、電力系統の事故が消滅す
ると、静止型電圧調整装置を起動させるとともに静止型
電圧調整装置を電力系統に接続することにある。

【０００８】また、本発明の構成上の第３の特徴は、電
力系統の事故に起因する電力系統の過電流の発生に基づ
く直列変圧器の二次巻線から誘起される同一次巻線の過
電流もしくは過電圧を検出し、この過電流もしくは過電
圧を検出すると直列変圧器の一次巻線を短絡させて静止
型電圧調整装置を電力系統から開放し、電力系統の事故
が消滅すると、静止型電圧調整装置を起動させるととも
に静止型電圧調整装置を電力系統に接続し、静止型電圧
調整装置が安定状態になると直列変圧器の一次巻線を開
放状態にすることにある。

【０００９】また、本発明は上述の開閉方法を適用した
開閉装置を有する静止型電圧調整装置に関するものであ
り、その構成上の第４の特徴は、電力系統からの電力を
遮断、投入する開閉装置と、電力系統と負荷との間に二
次巻線を直列介挿した直列変圧器と、電力系統の各相間
に介挿した調整用変圧器と、この調整用変圧器の出力を
直列変圧器の一次巻線に補償電圧として加える電圧調整
回路とを設けた静止型電圧調整装置とを有する開閉装置
を有する静止型電圧調整装置であって、開閉装置は、電
力系統と前記調整用変圧器の一次巻線との間に直列に接
続された第１の開閉器と、電力系統と前記直列変圧器の
二次巻線との間に直列に接続された第２の開閉器と、第
１の開閉器と前記第２の開閉器との間の電力系統に直列
に接続された第３の開閉器とを有し、静止型電圧調整装
置は、直列変圧器の一次巻線に誘起される過電流を検出
する過電流検出器もしくは前記直列変圧器の一次巻線に
誘起される過電圧を検出する過電圧検出器の少なくとも
一方と、直列変圧器の一次巻線を短絡するサイリスタ短
絡器とを有し、電圧調整回路は、電力系統の事故に起因
する前記電力系統の過電流の発生に基づき、前記過電流
検出器もしくは前記過電圧検出器からの検出出力が予め
定められた所定の値以上となったとき点弧信号を発生し
て、サイリスタ短絡器を始動するサイリスタ短絡器始動
手段と、サイリスタ短絡器が始動すると前記第１、第
２、第３の開閉器を選択的に動作させる開閉器選択動作
手段とを有することにある。

【００１０】また、本発明の構成上の第５の特徴は、上
述のサイリスタ短絡器始動手段に代えて、過電流検出器
もしくは前記過電圧検出器からの検出出力が予め定めら
れた所定の値以上となったとき点弧信号を発生してサイ
リスタ短絡器を始動させ、過電流検出器もしくは前記過
電圧検出器からの検出出力が予め定められた所定の値以
下となったとき点弧信号を消滅させてサイリスタ短絡器
を停止するサイリスタ短絡器制御回路を用いたことにあ
る。

【００１１】さらに、本発明の構成上の第６の特徴は、
上述の開閉装置に電力系統の電圧および電流を検出する
電圧検出器および電流検出器を付加し、また、上述の電
圧調整回路に主回路部の動作を制御するとともに主回路
部の動作状態を判定する動作制御回路を付加したこと、
および、上述の開閉器選択動作手段として、開閉装置に
設けられた電流検出器が過電流を検出すると第１および
第２の開閉器を開とするとともに第３の開閉器を閉とし
て、静止型電圧調整装置を電力系統から開放し、開閉装
置に設けられた電流検出器が過電流を検出しなくなりか
つ開閉装置に設けられた電圧検出器が電力系統の電圧を
検出すると第３の開閉器を開とするとともに第１もしく
は第２の開閉器を閉として、静止型電圧調整装置を電力
系統に接続する開閉器選択動作制御回路を用いたことに
ある。

【００１２】

【発明の作用・効果】かかる構成の静止型電圧調整装置
においては、電力系統の事故に起因する電力系統の過電
流の発生に基づき、直列変圧器の二次巻線から静止型電
圧調整装置に誘起される過電流もしくは過電圧を消滅さ
せるとともに静止型電圧調整装置を電力系統から開放す
るので、過電流もしくは過電圧による静止型電圧調整装
置の故障を防止することができる。また、過電流もしく
は過電圧を消滅させて静止型電圧調整装置を電力系統か
ら開放した後、事故が消滅すると、静止型電圧調整装置
を起動させて電力系統に投入するので、安全、確実に静
止型電圧調整装置を保護することができる。

【００１３】また、直列変圧器の二次巻線から誘起され
る静止型電圧調整装置の過電流もしくは過電圧を消滅さ
せるに際して、単に直列変圧器の一次巻線を短絡させる
のみであり、かつ、直列変圧器の一次巻線を短絡させ
て、過電流もしくは過電圧を消滅させて電力系統から開
放した後、静止型電圧調整回路を起動させて、安定状態
になると直列変圧器の一次巻線を開放させるので、静止
型電圧調整装置の起動時の直列変圧器の一次側開放に起
因する系統電圧の瞬時電圧低下を防止することができる
とともに、確実に静止型電圧調整装置に生じる過電流も
しくは過電圧を消滅させ、静止型電圧調整装置の故障を
確実に防止することができるようになる。

【００１４】また、電力系統と静止型電圧調整装置との
間に３つの開閉器を設け、これらの３つの開閉器を選択
的に動作させる開閉器選択動作制御手段と、直列変圧器
の一次巻線を短絡させるサイリスタ短絡器と、このサイ
リスタ短絡器に点弧信号を送出するサイリスタ短絡器始
動手段とを付加するだけの簡単な構成であるので、この
種静止型電圧調整装置を簡単にかつ安価に製造すること
ができ、安全、確実に静止型電圧調整装置の過電流もし
くは過電圧を消滅させるとともに、静止型電圧調整装置
の故障を確実に防止することができるようになる。

【００１５】さらに、上述のサイリスタ短絡器始動手段
に代えて、サイリスタ短絡器制御回路を用い、過電流検
出器もしくは過電圧検出器からの検出出力が予め定めら
れた所定の値以上となったとき点弧信号を発生してサイ
リスタ短絡器を始動させ、過電流検出器もしくは過電圧
検出器からの検出出力が予め定められた所定の値以下と
なったとき点弧信号を消滅させるので、直列変圧器の一
次側開放に起因する系統電圧の瞬時電圧低下を防止する
ことができる。

【００１６】また、サイリスタ短絡器の点弧信号を消滅
させるに際して、動作制御回路が主回路部が安定状態に
なったと判定すると点弧信号を消滅させるので、電圧調
整回路が安定状態になると直列変圧器の一次巻線が開放
されることとなり、静止型電圧調整装置の起動時の直列
変圧器の一次側開放に起因する系統電圧の瞬時電圧低下
を防止することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る開閉装置を有する静止型電圧
調整装置の全体構成を示す図である。図１において、三
相電力は開閉装置２００を介して静止型電圧調整装置１
００の三相入力端子１０１に入力され、その出力端子１
０２より開閉装置２００を介して電力系統に出力され
る。この三相入力端子１０１には調整用変圧器１１０の
一次巻線が接続されており、その二次巻線から相間電圧
を取り出している。この調整用変圧器１１０の二次巻線
からの出力は、後述する電圧調整回路１６０に接続され
ている。電圧調整回路１６０の出力は直列変圧器１２０
の一次巻線に接続される。

【００１８】直列変圧器１２０の二次巻線は、三相入力
端子１０１と三相出力端子１０２との間に直列に接続さ
れている。この直列変圧器１２０の一次巻線は、サイリ
スタ短絡器１５０に接続されており、直列変圧器１２０
の一次巻線と電圧調整回路１６０との間には過電圧検出
器１３０および過電流検出器１４０が接続されている。
なお、過電圧検出器１３０および過電流検出器１４０を
直列変圧器１２０の一次巻線と電圧調整回路１６０との
間のどこに接続するかによりサイリスタ短絡器１５０の
制御の仕方が変わるが、本実施例においては、図１の位
置に接続するものとする。

【００１９】開閉装置２００は、第１の開閉器（ＳＷ
１）２４０、第２の開閉器（ＳＷ２）２５０および第３
の開閉器（ＳＷ３）２６０よりなる各開閉器と、これら
の各開閉器２４０、２５０および２６０の入力側および
出力側に接続された第１電圧検出器２１０および電流検
出器２３０、第２電圧検出器２２０とから構成されてい
る。電力系統と静止型電圧調整装置１００の間の入力側
には第１の開閉器（ＳＷ１）２４０が接続配置されてお
り、また、電力系統と静止型電圧調整装置１００の間の
出力側には第２の開閉器（ＳＷ２）２５０が接続配置さ
れている。さらに、これらの第１の開閉器（ＳＷ１）２
４０および第２の開閉器（ＳＷ２）２５０と並列に第３
の開閉器（ＳＷ３）２６０が接続配置されており、この
第３の開閉器（ＳＷ３）２６０は電力系統に直列に接続
されて介挿されている。

【００２０】開閉装置２００の各開閉器２４０、２５０
および２６０は、第１電圧検出器２１０、電流検出器２
３０、第２電圧検出器２２０からの検出出力に基づく電
圧調整回路１６０よりの制御出力に応じて開閉制御され
る。図２は、図１の回路図の内容を具体的に示すブロッ
ク回路図であり、図１の静止型電圧調整装置１００は図
２の一点鎖線で囲まれた部分に示されており、また、図
１の開閉装置２００は図２の一点鎖線で囲まれた部分に
示されている。図２において、静止型電圧調整装置１０
０は、調整用変圧器１１０と直列変圧器１２０と過電流
検出器１３０と過電圧検出器１４０とサイリスタ短絡器
１５０と電圧調整回路１６０とより構成されている。電
圧調整回路１６０は、開閉器選択動作制御部１７０と電
圧調整部１８０とより構成されている。

【００２１】開閉器選択動作制御部１７０は、開閉装置
２００に配置された、第１電圧検出器２１０からの検出
信号を電圧信号に変換する第１電圧検出回路１７２と、
第２電圧検出器２２０からの検出信号を電圧信号に変換
する第２電圧検出回路１７６と、電流検出器２３０から
の検出信号を電圧信号に変換する電流検出回路１７８
と、これらの検出回路１７２、１７６および１７８から
の検出出力に基づいて開閉装置２００に配置された各開
閉器２４０、２５０および２６０の開閉状態を制御する
開閉選択動作制御回路１７４とから構成されている。

【００２２】また、電圧調整部１８０は、主回路部１８
２と、過電流検出器１３０もしくは過電圧検出器１４０
からの検出出力に基づいてサイリスタ短絡器１５０の動
作を制御するサイリスタ短絡器制御回路１８６と、第１
電圧検出回路１７２、第２電圧検出回路１７６および電
流検出回路１７８からの出力に基づく開閉器選択動作制
御回路１７４からの出力信号に応じて、主回路部１８２
およびサイリスタ短絡器制御回路１８６に動作指令を与
える動作制御回路１８４とから構成されている。主回路
部１８２の出力は直列変圧器１２０の一次巻線に接続さ
れ、また、動作制御回路１８４の出力はサイリスタ短絡
器制御回路１８６に入力される。ここで、動作制御回路
１８４は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる
周知のマイクロコンピュータにより構成されており、ま
た、主回路部１８２は、電力系統の入力電圧Ｖ₁が低下
したときは電力系統の出力電圧Ｖ₂を上げるように直列
変圧器１２０に作用させ、電力系統の入力電圧Ｖ₁が上
昇したときは電力系統の出力電圧Ｖ₂を下げるように直
列変圧器１２０に作用させるものであり、例えば、コン
バータとインバータとコンデンサ等により構成されてい
る。

【００２３】ついで、本実施例の開閉装置を有する静止
型電圧調整装置の動作を図１および図２に基づいて説明
する。まず、静止型電圧調整装置の起動時の動作につい
て説明する。電力系統にこの種静止型電圧調整装置を取
り付け、はじめてこの種静止型電圧調整装置を起動させ
る場合、あるいは事故後に電力系統に電圧が復帰した場
合は、最初に、第１および第２の開閉器２４０および２
５０を開とし、第３の開閉器２６０を閉とする。つい
で、第１の開閉器２４０のみを閉とするか、あるいは第
１および第２の開閉器２４０および２５０を閉とする。
このとき、サイリスタ短絡器１５０は開放状態にあるの
で、直列変圧器１２０の二次巻線に過電圧が発生し、こ
の過電圧の発生に伴って直列変圧器１２０の一次巻線に
過電圧が誘起され、過電圧検出器１４０は過電圧を検出
する。この過電圧検出器１４０が過電圧を検出すると、
この検出信号はサイリスタ短絡器制御回路１８６に出力
され、サイリスタ短絡器制御回路１８６はサイリスタ短
絡器１５０のサイリスタに点弧信号を送出する。この点
弧信号により、サイリスタ短絡器１５０のサイリスタは
点弧されて、サイリスタ短絡器１５０は始動し、直列変
圧器１２０の一次巻線は短絡状態となる。

【００２４】この状態で、電圧調整部１８０の主回路部
１８２のコンバータおよびインバータを起動させるとと
もに、第３の開閉器２６０を開とする。このとき、最初
に第２の開閉器２５０を閉としなかった場合は、第２の
開閉器２５０を閉とするとともに第３の開閉器２６０を
開とする。電圧調整部１８０の主回路部１８２のコンバ
ータおよびインバータが起動すると、電圧調整部１８０
の動作制御回路１８４は主回路部１８２の運転状態が安
定したか否かを判定し、主回路部１８２の運転状態が安
定した場合は主回路部１８２は安定状態にあると判定し
て、動作制御回路１８４はサイリスタ短絡器制御回路１
８６に信号を送出する。この動作制御回路１８４から送
出された信号に基づいて、サイリスタ短絡器制御回路１
８６はサイリスタ短絡器１５０のサイリスタへの点弧信
号を消滅させ、サイリスタ短絡器１５０は停止状態とな
る。

【００２５】また、事故後の電力系統に電圧が復帰して
いない場合は、最初に、第１および第２の開閉器２４０
および２５０を閉とし、第３の開閉器２６０を開とする
こともできる。この場合、電力系統に電圧が復帰する
と、サイリスタ短絡器１５０は開放状態にあるので、直
列変圧器１２０の二次巻線に過電圧が発生し、この過電
圧の発生に伴って直列変圧器１２０の一次巻線に過電圧
が誘起され、過電圧検出器１４０は過電圧を検出する。
この過電圧検出器１４０が過電圧を検出すると、この検
出信号はサイリスタ短絡器制御回路１８６に出力され、
サイリスタ短絡器制御回路１８６はサイリスタ短絡器１
５０のサイリスタに点弧信号を送出する。この点弧信号
により、サイリスタ短絡器１５０のサイリスタは点弧さ
れて、サイリスタ短絡器１５０は始動し、直列変圧器１
２０の一次巻線は短絡状態となる。

【００２６】この状態で、電圧調整部１８０の主回路部
１８２のコンバータおよびインバータは起動される。電
圧調整部１８０の主回路部１８２のコンバータおよびイ
ンバータが起動すると、電圧調整部１８０の動作制御回
路１８４は主回路部１８２の運転状態が安定したか否か
を判定し、主回路部１８２の運転状態が安定した場合は
主回路部１８２は安定状態にあると判定して、動作制御
回路１８４はサイリスタ短絡器制御回路１８６に信号を
送出する。この動作制御回路１８４から送出された信号
に基づいて、サイリスタ短絡器制御回路１８６はサイリ
スタ短絡器１５０のサイリスタへの点弧信号を消滅さ
せ、サイリスタ短絡器１５０は停止状態となる。

【００２７】このようにして、静止型電圧調整装置１０
０の起動時には、サイリスタ短絡器１５０を短絡状態に
し、主回路部１８２が安定状態になった後、サイリスタ
短絡器１５０を停止状態とするので、この種静止型電圧
調整装置１００の起動時における直列変圧器１２０の一
次巻線開放状態に基づく電力系統負荷側の瞬時電圧低下
を防止することができる。

【００２８】ついで、静止型電圧調整装置１００が起動
し、電力系統が正常に動作している場合の動作について
説明する。電力系統が正常に動作している場合、第１お
よび第２の開閉器２４０および２５０は閉の状態であ
り、また、第３の開閉器２６０は開の状態である。この
状態では、直列変圧器１２０の一次巻線には過電流およ
び過電圧を生じないので、過電流検出器１３０および過
電圧検出器１４０は過電流および過電圧を検出しなく、
サイリスタ短絡器制御回路１８６はサイリスタ短絡器１
５０に点弧信号を出力しなく、サイリスタ短絡器１５０
は動作しない。この状態で第２電圧検出器２２０の出力
電圧は開閉器選択動作制御部１７０の第２電圧検出回路
１７６にて検出され、その検出信号は開閉器選択動作制
御回路１７４に送出され、開閉器選択動作制御回路１７
４は電圧調整部１８０の動作制御回路１８４に信号を送
出する。この送出された信号に基づいて、動作制御回路
１８４は主回路部１８２に信号を送出し、主回路部１８
２のコンバータおよびインバータは作動状態となり、そ
の出力が直列変圧器１２０の一次巻線に印加される。

【００２９】このようにして、この主回路部１８２のコ
ンバータおよびインバータの動作により、直列変圧器１
２０は、電力系統の入力電圧Ｖ₁が低下したときは電力
系統の出力電圧Ｖ₂を上げるように作用し、電力系統の
入力電圧Ｖ₁が上昇したときは電力系統の出力電圧Ｖ₂を
下げるように作用するので、電力系統の出力電圧Ｖ₂の
変動を適正な値に制御することができる。

【００３０】ついで、電力系統に短絡、地絡等の事故が
生じた場合の動作について説明する。電力系統に短絡、
地絡等の事故が生じた場合、電流検出器２３０および直
列変圧器１２０の二次巻線には過電流が流れる。この事
故により直列変圧器１２０の二次巻線に過電流が流れる
と、直列変圧器１２０の一次巻線に過電流または過電圧
が誘起され、この誘起された過電流または過電圧に基づ
いて、過電流検出器１３０は過電流を検出し、過電圧検
出器１４０は過電圧を検出する。この過電流検出器１３
０もしくは過電圧検出器１４０が過電流もしくは過電圧
を検出すると、この検出信号はサイリスタ短絡器制御回
路１８６に出力され、サイリスタ短絡器制御回路１８６
はサイリスタ短絡器１５０のサイリスタに点弧信号を送
出する。この点弧信号により、サイリスタ短絡器１５０
のサイリスタは点弧され、直列変圧器１２０の一次巻線
は短絡状態となる。直列変圧器１２０の一次巻線が短絡
状態となると、電圧調整回路１６０に印加される過電圧
もしくは過電流は消滅することとなる。

【００３１】また同時に、この事故により電流検出器２
３０に過電流が流れると電流検出器２３０は検出信号を
出力する。電流検出器２３０から出力される検出信号は
電流検出回路１７８にて過電流信号として検出され、こ
の過電流信号に基づいて、開閉器選択動作制御回路１７
４は電圧調整部１８０の動作制御回路１８４に過電流信
号を出力する。すると、動作制御回路１８４は主回路部
１８２に信号を発し、主回路部１８２の動作を停止させ
る。これと同時に、開閉器選択動作制御回路１７４は第
３の開閉器２６０に信号を送出し、第３の開閉器２６０
を瞬時に閉とする。

【００３２】事故発生後、第１電圧検出器２１０もしく
は第２電圧検出器２２０が電力系統の電圧を検出しない
場合、即ち、電力系統に電圧が復帰しない場合は、サイ
リスタ短絡器１５０は停止状態となる。また、第１電圧
検出器２１０もしくは第２電圧検出器２２０が電力系統
の電圧を検出しないので、第１電圧検出回路１７２もし
くは第２電圧検出回路１７６からの出力信号に基づい
て、開閉器選択動作制御回路１７４は第３の開閉器２６
０に信号を送出し、第３の開閉器２６０を開として上述
の起動時の動作を繰り返す。

【００３３】また、事故が発生しても系統電圧が存在し
ている場合は、サイリスタ短絡器１５０のサイリスタは
点弧されたままであり、したがって、直列変圧器１２０
の一次巻線は短絡状態にある。事故発生後、電流検出器
２３０が過電流を検出しなくなると、即ち、事故が消滅
すると、第１電圧検出器２１０もしくは第２電圧検出器
２２０からの検出信号に基づく、第１電圧検出回路１７
２もしくは第２電圧検出回路１７６からの出力信号に基
づいて、開閉器選択動作制御回路１７４は第３の開閉器
２６０に信号を送出し、第３の開閉器２６０を開とす
る。このとき同時に、開閉器選択動作制御部１７０の電
流検出回路１７８からの検出出力に基づく開閉器選択動
作制御回路１７４の信号出力により、電圧調整部１８０
の動作制御回路１８４は、主回路部１８２のコンバータ
およびインバータに起動指令を送出して主回路部１８２
を起動する。主回路部１８２が起動すると、動作制御回
路１８４は主回路部１８２の運転状態が安定したか否か
を判定し、主回路部１８２の運転状態が安定した場合
は、動作制御回路１８４はサイリスタ短絡器制御回路１
８６に信号を送出する。この動作制御回路１８４から送
出された信号に基づいて、サイリスタ短絡器制御回路１
８６はサイリスタ短絡器１５０のサイリスタへの点弧信
号を消滅させ、サイリスタ短絡器１５０は開放状態とな
る。

【００３４】なお、上述の実施例においては、電力系統
に短絡、地絡等の事故が生じた場合、サイリスタ短絡器
１５０を始動させるとともに、電圧調整部１８０の主回
路部１８２の動作を停止させ、瞬時に第３の開閉器２６
０を閉とした後、電力系統に電圧が存在しない場合は、
起動時の動作を実行させ、電力系統に電圧が存在する場
合は、第３の開閉器２６０を開とした後、電圧調整部１
８０の主回路部１８２の動作を起動するとともに、サイ
リスタ短絡器１５０を停止させるようにしたが、電圧調
整部１８０の主回路部１８２の動作を停止させ、瞬時に
第３の開閉器２６０を閉とした後、第１の開閉器２４０
および第２の開閉器２５０をともに開とした後、起動時
の動作を実行させるようにしてもよい。

【００３５】このように、電力系統に短絡、地絡等の事
故が生じた場合でも、サイリスタ短絡器１５０のサイリ
スタを点弧して、直列変圧器１２０の一次巻線を短絡状
態とするので、電圧調整回路１６０に過電圧が印加され
たり過電流が流れたりすることがなくなる。また、電力
系統の事故後の静止型電圧調整装置１００の再起動時に
は、瞬時にサイリスタ短絡器１５０を短絡状態とし、主
回路部１８２が安定状態になった後、サイリスタ短絡器
１５０を開放状態とするので、この種静止型電圧調整装
置１００の起動時における直列変圧器１２０の一次巻線
開放状態に基づく電力系統負荷側の瞬時電圧低下を防止
することができる。

【００３６】ついで、電力系統において、ループ切り替
えが行われ、今までとは逆の方向から電流が供給される
ようになった場合の動作について説明する。電力系統で
ループ切り替えが行われ、今までとは逆の方向から電流
が供給されるようになると、電流検出器２３０と第２電
圧検出器２２０からの検出信号が開閉器選択動作制御部
１７０の電流検出回路１７８と第２電圧検出回路１７６
に入力され、これらの入力信号に基づいて電圧調整部１
８０の動作制御回路１８４は電力系統に流れる電流の方
向を判定し、この電流方向信号に基づいて、サイリスタ
短絡器制御回路１８６に信号を送出する。この動作制御
回路１８４からの信号に基づいて、サイリスタ短絡器制
御回路１８６はサイリスタ短絡器１５０のサイリスタに
点弧信号を送出する。この点弧信号により、サイリスタ
短絡器１５０のサイリスタは点弧され、直列変圧器１２
０の一次巻線は短絡状態となる。

【００３７】また、電圧調整部１８０の動作制御回路１
８４は、上述の電流方向信号に基づいて、サイリスタ短
絡器制御回路１８６に信号を送出するとともに、これと
同時に、電圧調整部１８０の主回路部１８２にも信号を
送出し、電力系統の入力と出力が今までとは逆になるよ
うに主回路部１８２を動作させる。例えば、事故前の負
荷点が図２の直列変圧器１２０の右側にあり、電力の供
給が図２の左側から右側になされていた場合、電力の供
給が図２の右側から左側になされるようになり、即ち、
負荷点側から電源が供給されるようになると、第１電圧
検出器２１０から入力された第１電圧検出回路１７２の
検出電圧に基づき、主回路部１８２のコンバータおよび
インバータは出力電圧Ｖ₁を補償する動作を行う。換言
すると、主回路部１８２のコンバータおよびインバータ
は、電力系統の入力電圧Ｖ₂が低下したときは電力系統
の出力電圧Ｖ₁を上げるように直列変圧器１２０に作用
させ、電力系統の入力電圧Ｖ₂が上昇したときは電力系
統の出力電圧Ｖ₁を下げるように直列変圧器１２０に作
用させる。

【００３８】ついで、静止型電圧調整装置１００の停止
時の動作について説明する。静止型電圧調整装置１００
を通常の状態で運転しているときに、この静止型電圧調
整装置１００を停止させようとする場合、まず、停止指
令を電圧調整部１８０の動作制御回路１８４に送出する
と、動作制御回路１８４はサイリスタ短絡器制御回路１
８６に停止信号を送出する。サイリスタ短絡器制御回路
１８６に動作制御回路１８４からこの停止信号が入力さ
れると、サイリスタ短絡器制御回路１８６は、サイリス
タ短絡器１５０に点弧信号を送出し、この点弧信号に基
づいてサイリスタ短絡器１５０の各サイリスタが点弧さ
れて、サイリスタ短絡器１５０は始動し、直列変圧器１
２０の一次巻線は短絡状態となる。

【００３９】サイリスタ短絡器１５０が始動すると、電
圧調整部１８０の動作制御回路１８４は主回路部１８２
に停止信号を送出し、この停止信号に基づいて、主回路
部１８２のインバータおよびコンバータはその動作を停
止し、静止型電圧調整装置１００は停止状態となる。主
回路部１８２のインバータおよびコンバータが動作を停
止すると、主回路部１８２は動作制御回路１８４に信号
を送出し、この信号に基づいて、動作制御回路１８４は
開閉器選択動作制御回路１７４に信号を送出する。する
と、開閉器選択動作制御回路１７４は開閉装置２００の
各開閉器２４０、２５０および２６０に信号を送出し
て、第３の開閉器２６０を閉にし、第１および第２の開
閉器２４０および２５０を開にする。この後、再度、静
止型電圧調整装置１００を起動させる場合は、起動時の
動作を実行させる。

【００４０】静止型電圧調整装置１００を通常の状態で
運転しているときに、例えば、変電所がトリップして電
力系統に無電圧が発生すると、第１電圧検出回路１７２
および第２電圧検出回路１７６は、第１電圧検出器２１
０もしくは第２電圧検出器２２０からの検出信号に基づ
いて、電力系統の無電圧を検出する。すると、開閉器選
択動作制御回路１７４は電圧調整部１８０の動作制御回
路１８４に無電圧信号を送出し、この無電圧信号に基づ
いて、主回路部１８２のインバータおよびコンバータは
その動作を停止し、静止型電圧調整装置１００は停止状
態となる。同時に、開閉器選択動作制御回路１７４は開
閉装置２００の各開閉器２４０、２５０および２６０に
信号を送出して、第３の開閉器２６０を閉にし、第１お
よび第２の開閉器２４０および２５０を開にする。この
後、再度、静止型電圧調整装置１００を起動させる場合
は、起動時の動作を実行させる。

【００４１】以上に説明したように、本実施例において
は、電力系統の事故に起因する電力系統の過電流の発生
に基づき、直列変圧器１２０の二次巻線から静止型電圧
調整装置１００に誘起される過電流もしくは過電圧を消
滅させるとともに電力系統から開放するので、過電流も
しくは過電圧による静止型電圧調整装置１００の故障を
防止することができる。また、過電流もしくは過電圧を
消滅させて電力系統から開放した後、事故が消滅する
と、静止型電圧調整装置１００を起動させて電力系統に
投入するので、安全、確実に静止型電圧調整装置１００
を保護することができる。

【００４２】また、直列変圧器１２０の二次巻線から誘
起される静止型電圧調整装置１００の過電流もしくは過
電圧を消滅させるに際して、単に直列変圧器１２０の一
次巻線を短絡させるのみであり、かつ、直列変圧器１２
０の一次巻線を短絡させて、過電流もしくは過電圧を消
滅させて電力系統から開放した後、静止型電圧調整装置
１００を起動させて、安定状態になると直列変圧器１２
０の一次巻線を開放させるので、静止型電圧調整装置１
００の起動時の直列変圧器１２０の一次側開放に起因す
る系統電圧の瞬時電圧低下を防止することができるとと
もに、確実に静止型電圧調整装置１００に生じる過電流
もしくは過電圧を消滅させ、静止型電圧調整装置１００
の故障を確実に防止することができるようになる。

【００４３】また、電力系統と静止型電圧調整装置１０
０との間に３つの開閉器２４０、２５０、２６０を設
け、これらの３つの開閉器２４０、２５０、２６０を選
択的に動作させる開閉器選択動作制御部１７０と、直列
変圧器１２０の一次巻線を短絡させるサイリスタ短絡器
１５０と、過電流検出器１３０もしくは過電圧検出器１
４０からの検出出力が予め定められた所定の値以上とな
ったとき点弧信号を発生してサイリスタ短絡器１５０を
始動させ、過電流検出器１３０もしくは過電圧検出器１
４０からの検出出力が予め定められた所定の値以下とな
ったとき点弧信号を消滅させるサイリスタ短絡器制御回
路１８６を用いるので、この種静止型電圧調整装置１０
０を簡単にかつ安価に製造することができ、安全、確実
に静止型電圧調整装置１００の過電流もしくは過電圧を
消滅させるとともに、静止型電圧調整装置１００の故障
を確実に防止することができるようになる。さらに、直
列変圧器１２０の一次側開放に起因する系統電圧の瞬時
電圧低下を防止することができる。

【００４４】さらに、サイリスタ短絡器１５０の点弧信
号を消滅させるに際して、動作制御回路１８４が主回路
部１８２が安定状態になったと判定すると点弧信号を消
滅させるので、電圧調整回路１６０が安定状態になると
直列変圧器１２０の一次巻線が開放されることとなり、
静止型電圧調整装置１００の起動時の直列変圧器１２０
の一次側開放に起因する系統電圧の瞬時電圧低下を防止
することができる。また、静止型電圧調整装置１００に
故障等の異常が生じた場合には、静止型電圧調整装置１
００を電力系統から切り離すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開閉装置を有する静止型電圧調整装置
の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】図１の電圧調整回路の内容を示すブロック回路
図である。

【図３】静止型電圧調整装置の従来例を示す図である。

【図４】静止型電圧調整装置の従来例の他の例を示す図
である。

【図５】図３の静止型電圧調整装置のＵ相のみを示す回
路図である。

【符号の説明】

１００…静止型電圧調整装置、１１０…調整用変圧器、
１２０…直列変圧器、１３０…過電圧検出器、１４０…
過電流検出器、１５０…サイリスタ短絡器、１８０…電
圧調整回路、２００…開閉装置、２１０、２２０…電圧
検出器、２３０…電流検出器、２４０、２５０、２６０
…開閉器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 邦雄 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 正木 徳治 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 川上 仁志 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 松岡 直人 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式会 社四国総合研究所内 (72)発明者 牧野 正 香川県高松市屋島西町2109番地８ テク ノ・サクセス株式会社内 (72)発明者 石橋 千尋 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 市岡 立美 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 山本 良則 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 櫻井 隆行 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力系統と負荷との間に二次巻線を直列介
   挿した直列変圧器と、 前記電力系統の各相間に介挿した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える主回路部を備えた電圧調整回路
   と、を有する静止型電圧調整装置の開閉方法であって、 前記電力系統の事故に起因する前記電力系統の過電流の
   発生に基づき、前記直列変圧器の二次巻線から前記静止
   型電圧調整装置に誘起される過電流もしくは過電圧を消
   滅させるとともに、前記静止型電圧調整装置を電力系統
   から開放することを特徴とする静止型電圧調整装置の開
   閉方法。
2. 【請求項２】電力系統と負荷との間に二次巻線を直列介
   挿した直列変圧器と、 前記電力系統の各相間に介挿した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える主回路部を備えた電圧調整回路
   と、を有する静止型電圧調整装置の開閉方法であって、 前記電力系統の事故に起因する前記電力系統の過電流の
   発生に基づき、前記直列変圧器の二次巻線から前記静止
   型電圧調整装置に誘起される過電流もしくは過電圧を消
   滅させるとともに、前記静止型電圧調整装置を電力系統
   から開放し、 前記電力系統の事故が消滅すると前記静止型電圧調整装
   置を起動するとともに、前記静止型電圧調整装置を電力
   系統に接続することを特徴とする静止型電圧調整装置の
   開閉方法。
3. 【請求項３】電力系統と負荷との間に二次巻線を直列介
   挿した直列変圧器と、 前記電力系統の各相間に介挿した調整用変圧器と、 前記調整用変圧器の出力を前記直列変圧器の一次巻線に
   補償電圧として加える主回路部を備えた電圧調整回路
   と、を有する静止型電圧調整装置の開閉方法であって、 前記電力系統の事故に起因する前記電力系統の過電流の
   発生に基づく前記直列変圧器の二次巻線から誘起されて
   前記一次巻線に発生する過電流もしくは過電圧を検出
   し、 前記過電流もしくは過電圧を検出すると前記直列変圧器
   の一次巻線を短絡状態にするとともに、前記静止型電圧
   調整装置を電力系統から開放し、 前記電力系統の事故が消滅すると前記静止型電圧調整装
   置を起動するとともに、前記静止型電圧調整装置を電力
   系統に接続し、 前記静止型電圧調整装置が安定状態になると前記直列変
   圧器の一次巻線を開放状態にすることを特徴とする静止
   型電圧調整装置の開閉方法。
4. 【請求項４】電力系統からの電力を遮断、投入する開閉
   装置と、前記電力系統と負荷との間に二次巻線を直列介
   挿した直列変圧器と、前記電力系統の各相間に介挿した
   調整用変圧器と、前記調整用変圧器の出力を前記直列変
   圧器の一次巻線に補償電圧として加える主回路部を備え
   た電圧調整回路とを設けた静止型電圧調整装置と、 を有する開閉装置を有する静止型電圧調整装置であっ
   て、 前記開閉装置は、 前記電力系統と前記調整用変圧器の一次巻線との間に直
   列に接続された第１の開閉器と、 前記電力系統と前記直列変圧器の二次巻線との間に直列
   に接続された第２の開閉器と、 前記第１の開閉器と前記第２の開閉器との間の電力系統
   に直列に接続された第３の開閉器とを有し、 前記静止型電圧調整装置は、 前記直列変圧器の一次巻線に誘起される過電流を検出す
   る過電流検出器もしくは前記直列変圧器の一次巻線に誘
   起される過電圧を検出する過電圧検出器の少なくとも一
   方と、 前記直列変圧器の一次巻線を短絡するサイリスタ短絡器
   とを有し、 前記電圧調整回路は、 前記電力系統の事故に起因する前記電力系統の過電流の
   発生に基づき、前記過電流検出器もしくは前記過電圧検
   出器からの検出出力が予め定められた所定の値以上とな
   ったとき点弧信号を発生して、前記サイリスタ短絡器を
   始動するサイリスタ短絡器始動手段と、 前記サイリスタ短絡器が始動すると前記第１、第２、第
   ３の開閉器を選択的に動作させる開閉器選択動作制御手
   段とを有することを特徴とする開閉装置を有する静止型
   電圧調整装置。
5. 【請求項５】電力系統からの電力を遮断、投入する開閉
   装置と、前記電力系統と負荷との間に二次巻線を直列介
   挿した直列変圧器と、前記電力系統の各相間に介挿した
   調整用変圧器と、前記調整用変圧器の出力を前記直列変
   圧器の一次巻線に補償電圧として加える主回路部を備え
   た電圧調整回路とを設けた静止型電圧調整装置と、を有
   する開閉装置を有する静止型電圧調整装置であって、前
   記開閉装置は、 前記電力系統と前記調整用変圧器の一次巻線との間に直
   列に接続された第１の開閉器と、 前記電力系統と前記直列変圧器の二次巻線との間に直列
   に接続された第２の開閉器と、 前記第１の開閉器と前記第２の開閉器との間の電力系統
   に直列に接続された第３の開閉器とを有し、 前記静止型電圧調整装置は、 前記直列変圧器の一次巻線に誘起される過電流を検出す
   る過電流検出器もしくは前記直列変圧器の一次巻線に誘
   起される過電圧を検出する過電圧検出器の少なくとも一
   方と、 前記直列変圧器の一次巻線を短絡するサイリスタ短絡器
   とを有し、 前記電圧調整回路は、 前記過電流検出器もしくは前記過電圧検出器からの検出
   出力が予め定められた所定の値以上となったとき点弧信
   号を発生して前記サイリスタ短絡器を始動させ、前記過
   電流検出器もしくは前記過電圧検出器からの検出出力が
   予め定められた所定の値以下となったとき点弧信号を消
   滅させて前記サイリスタ短絡器を停止するサイリスタ短
   絡器制御手段と、 前記サイリスタ短絡器が始動もしくは停止すると前記第
   １、第２、第３の開閉器を選択的に動作させる開閉器選
   択動作制御手段とを有することを特徴とする開閉装置を
   有する静止型電圧調整装置。
6. 【請求項６】電力系統からの電力を遮断、投入する開閉
   装置と、前記電力系統と負荷との間に二次巻線を直列介
   挿した直列変圧器と、前記電力系統の各相間に介挿した
   調整用変圧器と、前記調整用変圧器の出力を前記直列変
   圧器の一次巻線に補償電圧として加える主回路部を備え
   た電圧調整回路とを設けた静止型電圧調整装置と、を有
   する開閉装置を有する静止型電圧調整装置であって、 前記開閉装置は、 前記電力系統と前記調整用変圧器の一次巻線との間に直
   列に接続された第１の開閉器と、 前記電力系統と前記直列変圧器の二次巻線との間に直列
   に接続された第２の開閉器と、 前記第１の開閉器と前記第２の開閉器との間の電力系統
   に直列に接続された第３の開閉器と、 前記電力系統の電圧を検出する電圧検出器と、 前記電力系統の電流を検出する電流検出器とを有し、 前記静止型電圧調整装置は、 前記直列変圧器の一次巻線に誘起される過電流を検出す
   る過電流検出器もしくは前記直列変圧器の一次巻線に誘
   起される過電圧を検出する過電圧検出器の少なくとも一
   方と、 前記直列変圧器の一次巻線を短絡するサイリスタ短絡器
   とを有し、 前記電圧調整回路は、 前記主回路部の動作を制御するとともに前記主回路部の
   動作状態を判定する動作制御回路と、 前記過電流検出器もしくは前記過電圧検出器からの検出
   出力が予め定められた所定の値以上となったとき点弧信
   号を発生して、前記サイリスタ短絡器を始動させ、前記
   過電流検出器もしくは前記過電圧検出器からの検出出力
   が予め定められた所定の値以下となり、前記動作制御回
   路が前記主回路部の動作が安定状態になったと判定した
   とき点弧信号を消滅させて、前記サイリスタ短絡器を停
   止させるサイリスタ短絡器制御回路と、 前記開閉装置に設けられた電流検出器が過電流を検出す
   ると前記第３の開閉器を閉にするとともに前記第１およ
   び第２の開閉器を開として、前記静止型電圧調整装置を
   電力系統から開放し、前記開閉装置に設けられた電流検
   出器が過電流を検出しなくなりかつ前記開閉装置に設け
   られた電圧検出器が電力系統の電圧を検出すると前記第
   １および第２の開閉器を閉にするとともに前記第３の開
   閉器を開として、前記静止型電圧調整装置を電力系統に
   接続する開閉器選択動作制御回路とを有することを特徴
   とする開閉装置を有する静止型電圧調整装置。